Waktu dan Tempat Bahan dan Alat Metode Penelitian 1. Tahap I: Identifikasi komponen asap cair

28

III. METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan April 2009 sampai dengan bulan Juli 2009. Laboratorium Pengujian Hasil Hutan Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor untuk pengujian asap cair. Laboratorium Biomaterial dan Biodeteriorasi Pusat Penelitian Sumber Daya Hayati dan Bioteknologi PPSDHB IPB untuk pengujian rayap tanah Coptotermes curvignathus.

3.2. Bahan dan Alat

Bahan baku yang digunakan adalah kayu karet yang berasal dari Subang- Jawa Barat dengan diameter kayu rata-rata 30-40 cm dengan umur tebang 25 tahun. Kayu tersebut dipotong-potong menjadi bagian kecil dengan ukuran 2.5 x 2.5 x 0.5 cm yang diambil secara acak dari seluruh batang. Bahan pengawet yang digunakan adalah asap cair tempurung kelapa yang diperoleh dari industri kecil arang tempurung kelapa di Desa Cihideung Udik, Kecamatan Ciampea-Bogor. Bahan kimia yang digunakan adalah asap cair, aquadest, NaOH 1, NaOH 0.2 N, Phenol Phthalien PP, Sindur Methyl SM, H 2 SO 4 0.2 N, bromat bromida 0.2 N, asam klorida HCL, Kalium Iodida KI 15, Thiosulfat Na 2 S 2 O 3 0.1 N, Asam asetat. Organisme penguji yang digunakan adalah rayap tanah dari kasta pekerja, dalam kondisi aktif dan sehat diperoleh dari PPSDHB IPB. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Gas Chromatography Mass Spectroscopy GCMS Shimadzu QP2010, penggaris, gergaji, timbangan digital, oven, botol uji, tabung erlenmeyer, alumunium foil dan gelas ukur. 3.3. Metode Penelitian 3.3.1. Tahap I: Identifikasi komponen asap cair Asap cair diperoleh dari industri kecil arang tempurung kelapa di desa Cihideung Udik, Kecamatan Ciampea Bogor. Bahan baku tempurung kelapa diperoleh dari pedagang kelapa dibeberapa pasar di wilayah Bogor. Asap cair 29 dihasilkan dari proses kondensasi asap pada proses pengarangan. Metode kondensasi ini dilakukan dengan menggunakan drum pembakaran yang berfungsi sebagai tempat pembakaran tempurung kelapa untuk menghasilkan asap. Asap ini ditangkap oleh sungkup dari alat penyuling untuk selanjutnya disalurkan melalui kondensor. Kemudian asap ini dikondensasikan pada kondensor dengan menggunakan media pendingin air. Selanjutnya dari proses tersebut keluar cairan berwarna coklat tua sampai hitam yang disebut asap cair liquid smoke. Asap cair yang dihasilkan selanjutnya diidentifikasi komponen-komponen kimianya dengan menggunakan alat GCMS untuk mengetahui senyawa aktif di dalam asap cair seperti kadar asiditas dan kadar fenol. Salah satu komponen asap cair adalah asam organik yang mudah menguap akan mempengaruhi komponen kimia yang dihasilkan. Bila penyimpanan kurang baik, kadarnya cepat berkurang sehingga bila akan digunakan harus ditentukan kadarnya. Hal inilah yang menjadi dasar penelitian penggunaan asap cair sebagai bahan pengawet kayu diambil pada hari pertama setelah keluarnya asap cair. Komponen-komponen kimia asap cair memiliki senyawa toksik yang didifinisikan sebagai efek beracun yang ditimbulkan oleh suatu zat pada organisme yang menjadi sasaran. Informasi yang didapat dipergunakan untuk mengetahui kemampuan asap cair dalam menghambat perkembangan hama perusak kayu. Preparasi sampel analisis GCMS Asap cair sebanyak 30 ml dimasukkan dalam labu terpisah, kemudian ditambahkan 10 ml dichloromethane lalu dikocok sebentar. Sampel didiamkan selama 1 jam dan diambil fraksi bagian bawah ke dalam erlenmeyer. Tambahkan lagi 10 ml dichloromethane lalu dikocok dan didiamkan selama 1 jam. Selanjutnya diambil fraksi bagian bawah dan ditambahkan dengan yang pertama. Saring dengan kertas Whatman 42 dengan ditambahkan Na 2 SO 4 hasil saringan siap diinjeksikan. Kondisi Pengoperasian GCMS QP2010 GCMS-QP2010 dioptimalkan pada suhu oven 100 ºC yang dipertahankan selama 2 menit, suhu kemudian ditingkatkan menjadi 200 ºC dengan kenaikan 30 30 ºCmenit dan dipertahankan selama 2 menit, suhu ditingkatkan lagi menjadi 300 ºC dengan kenaikan suhu 20 ºCmenit dan dipertahankan selama 20 menit. Suhu pada sumber ion disetel pada 230 ºC sedangkan suhu injector diset pada 260 ºC. Pada analisa ini digunakan gas helium yang memiliki kemurnian 99.99 dengan tekanan gas 75.0 kPa. Sampel diinjeksikan dalam kromatografi gas sebanyak 1 µL, dianalisis dari berat molekul 50.00 sampai 500.00 dalam waktu 3 sampai 32.33 menit Modifikasi dari Guillen and Ibargoita, 1999. Diagram alir identifikasi komponen kimia asap cair tersaji pada Gambar 4. Gambar 4. Diagram alir identifikasi komponen kimia asap cair a. Kadar asiditas–Metode AOAC, 1990. Prinsip: Penentuan keasaman didasarkan atas titrasi contoh dengan larutan standar basa kuat dengan adanya Phenol Phthalien PP Cara kerja: Sampel cair asap cair, dipipet 50 ml contoh ke dalam erlenmeyer dan ditambahkan 500 ml aquadest lalu dikocok hingga homogen, kemudian tambahkan 3 tetes indikator Phenol Phthalien PP. Selanjutnya dititrasi dengan NaOH 0.02 N sampai berwarna merah muda. Identifikasi komponen kimia kadar asiditas dan kadar fenol Tempurung kelapa Pembakaranpirolisis Asap Kondensasi Asap cair Arang 31 ppm asiditas = Volume x N NaOH x bobot setara CH 3 COOH x 1000 x Fp ml contoh Dimana: Bobot setara CH 3 COOH = 60 Fp = Faktor pengenceran b. Kadar fenol-Metode AOAC, 1990. Prinsip: Penetapan kadar fenol total yang terdapat dalam asap cair dioksidasi oleh bromat bromida dan selanjutnya dititrasi dengan Na 2 S 2 O 3 Thio. Cara kerja: Timbang sebanyak 0.5-0.6 gram sampel, lalu dimasukkan dalam labu ukuran 250 ml. Kemudian tambahkan 5 ml larutan NaOH 0.2 N, dan encerkan dengan 30 ml aquadest sampai tanda tera. Dari larutan tersebut dipipet 25 ml dan masukkan ke dalam erlenmeyer ukuran 300 ml, lalu ditambah pipet 25 ml bromat bromida 0.2 N, 50 ml aquadest; 5 ml HCL pekat, goyang 1 menit agar homogen. Tambahkan 5 ml larutan Kalium Iodida 15 goyang 1 menit dan 5 tetes amilum indikator goyang 1 menit. Selanjutnya titrasi dengan larutan Na 2 S 2 O 3 0.1 N a ml sebagai indikator, sampai terjadi perubahan warna menjadi bening. Dilakukan juga terhadap blanko, yaitu dengan menggunakan prosedur diatas tetapi tidak menggunakan sampel b ml titrasi sampai bening. Kadar fenol = [b-a x N Thio x BM FenolFp 6 x 1000] 0.1 x berat contoh Dimana: a = ml Thio 0.1 N untuk titrasi contoh b = ml Thio 0.1 N untuk titrasi blanko BM fenol = 94 Fp = Faktor pengenceran 6 = Jumlah atom brom yang dipakai pada proses bromisasi 5- 30 menit 3.3.2. Tahap II: Pengaruh konsentrasi bahan pengawet Pada tahap ini dilakukan pembuatan contoh uji kayu karet dengan ukuran 2.5 cm x 2.5 cm x 0.5 cm Komisi Pestisida Departemen Pertanian, 1995. Kayu yang 32 akan diawetkan harus dalam keadaan kering udara, yaitu kadar air maksimal 15 untuk proses rendaman dingin. Kayu yang akan diawetkan dimasukkan ke dalam botol gelas yang berisi bahan pengawet dan palang penahan agar supaya contoh uji tidak terapung. Contoh uji yang akan diawetkan dipilih 3 sampel kayu yang mewakili seluruh contoh uji untuk mengukur kadar air kayu. Pengukuran kadar air menggunakan oven metode gravimetri pada metode ini contoh uji kayu yang telah dibuat ditimbang dan kemudian dimasukkan dalam oven dengan suhu 100±3 ºC sampai mencapai berat konstan. Kadar air kayu dihitung berdasarkan selisih berat kayu awal dan akhir sesudah kering oven. Pengawetan kayu dilakukan dengan cara merendam contoh uji kayu ke dalam larutan bahan pengawet pada konsentrasi yang telah ditetapkan selama 24 jam. Perpanjangan pereode rendaman dingin satu sampai tujuh hari pada pengawetan kayu sengon dengan menggunakan asam borat tidak menyebabkan kenaikan jumlah retensi Martawijaya dan Barley, 1982. Pencampuran borax dan asam borat dengan perbandingan 1.54 bagian borax dan 1 bagian asam borat. Konsentrasi larutan dinyatakan dalam satuan persentase berdasarkan perhitungan berat bahan aktif dibagi berat larutan. Seperti contoh bila berat bahan pengawet borax 4 sama dengan 4 gram bahan untuk 100 gram larutan atau setiap 4 gram bahan ditambahkan 96 ml air. Penentuan konsentrasi ini berdasarkan Petunjuk Teknis Pengawetan Kayu, 1996. Contoh uji tersebut dibuat perlakuan bahan pengawet dengan konsentrasi asap cair 10, 20, 30 dan bahan pengawet borax 2, 4 dan 6. Selain itu ada kontrol untuk mengetahui respon bahan pengawet tanpa perlakuan. Setiap perlakuan dilakukan pengulangan sebanyak tiga kali. Kebutuhan bahan pengawet yang diperlukan untuk membuat zat terlarut pada asap cair sebesar 720 ml dan bahan pengawet borax sebesar 144 gram pada berbagai konsentrasi perlakuan bahan pengawet. Pelarut yang digunakan untuk membuat konsentrasi larutan adalah aquades sebesar 1.312 ml. Konsentrasi larutan bahan pengawet, yang telah disiapkan digunakan untuk merendam contoh uji kayu karet sebanyak 48 buah. Setelah diawetkan contoh uji yang telah diberi perlakuan tersebut dikering- anginkan pada suhu ruang sampai mencapai berat konstan. Untuk mencapai berat 33 konstan contoh uji kayu seberat 20 gram membutuhkan waktu 5-20 jam. Selanjutnya contoh uji ditimbang untuk mendapatkan berat akhir yang digunakan dalam pengukuran retensi. Retensi bahan pengawet dihitung berdasarkan penimbangan selisih berat masing-masing contoh uji sebelum dan sesudah diawetkan. Contoh uji yang telah diawetkan dimasukkan kedalam botol dengan cara meletakkan berdiri pada dasar botol dan disandarkan sedemikian rupa sehingga salah satu bidang terlebar kayu tersebut menyentuh dinding botol. Botol gelas tersebut dimasukkan campuran pasir dan tanah steril sebanyak 200 gram dengan kadar air 7. Selanjutnya di dalam setiap botol dimasukkan 220 ekor rayap tanah terdiri dari 200 ekor rayap pekerja dan 20 ekor rayap prajurit yang sehat dan aktif Komisi Pestisida Departemen Pertanian, 1995. Bagian mulut setiap botol ditutup dengan almunium foil dan diberi lubang kecil di bagian atasnya. Jika kadar air tanah turun atau menjadi kering, maka di dalam botol tersebut ditambahkan air secukupnya sehingga kadar air kembali seperti semula. Uji efikasi bahan pengawet merupakan salah satu upaya untuk mengetahui keefektifan bahan pengawet dari serangan rayap tanah. Pengujian tersebut memberikan gambaran reaksi hama perusak kayu terhadap bahan pengawet yang diuji. Prinsip kerja bahan pengawet kayu adalah merusak bagian dalam tubuh serangga setelah masuk melalui mulut menembus dinding pencernaan, menghambat kerja enzim dan terganggunya proses metabolisme protozoa yang hidup pada usus belakang rayap selanjutnya rayap akan mengalami kematian. Kematian diduga karena adanya senyawa dalam asap cair beracun bagi rayap. Setiap minggu aktifitas rayap dalam botol diamati dan dicatat kemudian disimpan ditempat yang gelap dengan temperatur 27 ± 3 ºC selama 3 minggu. Setelah dilakukan pemaparan pada rayap pengukuran dilakukan dengan cara menimbang contoh uji untuk melihat kehilangan berat. Pengukuran kehilangan berat dihitung berdasarkan selisih berat contoh uji sebelum dan sesudah akhir pengujian. Selain itu juga dilakukan pengamatan terhadap kadar air, retensi, kematian rayap, penurunan berat dan derajat proteksi. Secara umum, prosedur penelitian tersaji pada Gambar 5. 34 Gambar 5. Diagram alir penelitian Contoh uji kayu karet 2.5 cm x 2.5 cm x 0.5 cm Pengukuran dan pengamatan: - Kadar air kayu - Retensi bahan pengawet - Kematian rayap mortalitas - Kehilangan berat weight lost - Derajat proteksi Penirisan suhu ruang Penimbangan Penimbangan Uji efikasi Pemasukan contoh uji ke dalam botol gelas Inkubasi 3 minggu Pengawetan 1. Asap cair: 0, 10, 20, 30 2. Borax: 0, 2, 4, 6 Pemasukan rayap tanah Penambahan pasir Penutupan Pengukuran kadar air Perendaman contoh uji Pengukuran retensi 35

3.4. Pengamatan dan Pengukuran a. Kadar air kayu